Техника - молодёжи 1967-06, страница 39
all m Щк цт Щ M л**1 Как-то один ученый заявил, что лазеры не имели бы столь важного значения, которое им придают сейчас, если бы не открытие голографии — нового способа фотографирования. И он ничуть не преувеличил — перед голографией раскрыты блестящие перспективы. И прежде всего в фотосъемке. Правда, на снимке вы увидите непривычную картину — сложный узор мельчайших черточек, совершенно не напо минающий сфотографированный предмет. И все же осветите снимок лазерным лучом, и перед вами Предстанет красочное изображение. Настолько объемное, что его можно даже оглядывать. Теперь разбейте фотопластинку. Не беспокойтесь: каждый кусочек полностью воспроизведет предмет. Таким немудреным способом можно быстро размножить снимок. Голография заинтересовала и кинооператоров. Новые объемные фильмы по своему воздействию на зрителей намного превосходят стереоскопические. Безлинзовая оптика революционизировала не только фотодело. На ее основе сконструированы невиданные доселе приборы, которые (а это можно смело утверждать) найдут широкое применение в технике. Голомикроскоп позволяет в принципе увеличивать в миллион раз, причем изображение получается объемным. С помощью голографии счетные машины научились читать печатные или рукописные тексты на любом языке. Появилась реальная возможность трехмерного картографирования поверхности Земли... Конечно, обо всех новинках здесь нельзя рассказать — их слишком много. Сейчас голография превратилась в целую отрасль промышленности. и все эти успехи были достигнуты буквально за последние два-три года. Даже сейчас упоминания о голографии можно найти лишь в немногих справочниках. А ведь этот процесс был предсказан сравнительно давно — 20 лет назад... 1. ГАБОРСКАЯ ПРЕЛЮДИЯ Сотрудник Лондонского колледжа наук и технологии Деннис Габор был уже достаточно известен своими работами в области теории информации, телевидения и микроскопии, когда в 1947 году у венгерского ученого зародилась идея совершенно нового оригинального процесса... Вспомним, как происходит обычная фотосъемка. Свет, падающий на фотографируемый предмет, отражается от его поверхности во всех направлениях. При этом каждая полна несет информацию об определенной точке предмета, отличаясь от других волн света амплитудой (а следовательно, яркостью) и фазой. Таким образом, пространство возле предмета наполнено его изображениями. Но чтобы «проявить» это изображение, нуЛен объектив. Если просто поместить перед ним фотопластинку, мы получим равномерно засвеченную Площадь — на ней никакого изображения Не будет. Формирующее устройство — фотообъектив — выбирает из бесконечно большого числа изображений только одно и вырисовывает его на фотопластинке. А нельзя ли обойтись вовсе без линз? Например, «заморозить» отраженную волну и хранить ее в надежном месте. Потом, когда мы захотим сНова увидеть предмет, «разморозить» и выпустить волну в свободное пространство. Это необычное предложение напоминает эпизод из рассказов барона Мюнхгаузена. Однажды звуки его охотничьего рожка «замерзли», а после в теплой комнате оттаяли, и рожок заиграл сам. Правдивость достопочтенного барона всем известна. И все-таки именно этот принцип Га-бор положил в основу нового метода фотографии. Правда, метод этот предъявил не совсем обычные требования к освещению. Во-первых, оно должно быть монохроматичным, то есть одной и той же частоты. Во-вторых, когерентным, движущимся как бы «в ногу». Отразившись от предмета, когерентный свет претерпит изменения в амплитуде и в фазе. Если наложить на отраженный свет первоначальную (тоже монохроматичную) волну, произойдет интерференция. Ее черно-белый узор можно зафиксировать, «заморозить» на фотопластинке. Но как перейти к «размораживанию»? Габор предложил осветить проявленную пластинку опять же когерентным светом. Попадая на черно-белый узор (иначе дифракционную решетку), световая волна изменится и выйдет из каждой точки фотопластинки с такой же амплитудой и фазой, с которой падал на пластинку отраженный свет, И на просвет мы увидим изображение предмета. Благодаря симметрии дифракционной решетки возникнут два симметричных изображения: одно — мнимое, другое — реальное (его можно «фотографировать без объектива). Габор назвал новый способ голографией—от греческого слова holos — целый, полный. Но проект так и остался на бумаге. Ученому при всей его известности и авторитете не удалось заинтересовать фирмы своим изобретением. Несмотря на это, Габор решил сам сделать первую голограмму. Нужно было отыскать мощный источник когерентного света. Изобретателю пришлось довольствоваться ртутной лампой. Чтобы выравнивать фазы световых волн, идущих от различных точек лампы, он ставил диафрагму с игольным отверстием и светофильтр. Но освещение получалось очень слабое. В таких условиях можно было сголографировать лишь неподвижный предмет, да и то при многочасовой выдержке. Кроме того, большая спектральная Ширина ртутного излучения требовала точной настройки оптического пути лучей. Судьба эксперимента зависела от одной тысячной дюйма. «Я рано изобрел голографию», — сказал однажды Габор, расстроенный постоянными неудачами. Но все же через четыре года ему удается получить удовлетворительные голограммы. На этом Габор решил остановиться и прекратить дальнейшие Поиски. Конечно, тогда он не мог и предполагать, что через десять лет будут изобретены лазеры — источники когерентного монохроматического света, которые откроют перед голографией блестящее будущее. Из процесса, представлявшего некогда чисто академический интерес, она превратится в важное перспективное открытие, достойное Нобелевской премии. Ю. ФЕДОРОВ, инженер 2. ГОЛОГРАФИЯ ГОТОВИТСЯ СЛУЖИТЬ людям В 1964 году сотрудники Мичиганского университета Лейт и Упатниекс предложили двухлучевую схему голографирования. На пути луча лазера стоял разделитель. Одна часть луча освещала голографируемый объект, отражалась и попадала на фотопластинку, другая (эталонный луч) просто фиксировалась той же 'пластинкой. Информацию об объекте, равномерно распределенную по всей голограмме, лазер «мате-риализировал» в видимое изображение. ЭФФЕКТ МАТОВОГО СТЕКЛА олограмма приобретает совершенно А другие свойства, если объект осветить рассеянным светом, например, поставив на пути луча матовое стекло. Чтобы восстановить изображение, Луч, освещающий голограмму, нужно пропустить через матовую пластинку. Причем обязательно через ту же самую. Иначе ничего не получится. Таким образом, голографию можно с успехом применять для шифровки изображений, 34 |
